利用大气压高频纳秒脉冲辉光放电等离子体射流制备铁纳米粒子机理与工艺研究

利用大气压辉光放电等离子体射流制备铁纳米粒子是国外最近出现的新方法，具有产率高、周期短、成本低、粒度均匀等显著优点，呈现出良好发展前景。但该技术难以产生粒径在10 nm以下纳米粒子，而粒径对纳米粒子性能具有重要影响。本课题在继承其优点的基础上，根据尘埃等离子体动力学理论，利用大气压高频纳秒脉冲辉光放电等离子体射流制备铁纳米粒子，通过控制电压脉冲的作用时间（由多个短脉冲组成，最短脉冲宽度约20 ns，可以显著提高等离子体的非平衡度，增强反应活性），使其小于晶核成长为较大颗粒必需的时间，限制放电中转移的电量，及短脉冲放电具有的迅速冷却的效果，并利用温度梯度控制晶核向电极运动，远离等离子体区，可以减少尘埃的凝聚，从而有效控制纳米粒子的生长过程，得到较小粒径（约2－10 nm）铁纳米粒子。在此基础上优化载气性质、电极系统结构、放电参数等因素对反应的影响，提高产率。